KR20130113714A - 팬형식 냉각장치용 필터조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 팬형식 냉각장치용 필터조립체에 관한 것으로, 다층 구조의 부직포층 및 각 부직포층 사이에서 각 부직포층을 합지시키는 복합섬유층을 포함하며, 상기 복합섬유층은 저융점 섬유를 포함하며 상기 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 연화 또는 용융되고, 고융점 섬유는 용융되지 않은 채로 남아 합지 과정에서 차압이 발생하고 투기도가 떨어지는 것을 방지하고, 높은 투기도, 우수한 입자제거율 및 낮은 차압을 동시에 만족하는 냉각장치용 필터조립체를 제공할 수 있다.

Description

팬형식 냉각장치용 필터조립체{Filter assembly for fan type cooling apparatus}
본 발명은 팬형식 냉각장치용 필터조립체에 관한 것으로, 전기자제 외함(electronic enclosure)내 환경을 적정온도 이하로 유지시키기 위한 팬형식 냉각장치에 설치되는 필터조립체에 관한 것이다.
전기자제 중 특히 통신장비함의 경우 통신함 내부는 통신장비로부터 발생하는 열에 의해 온도가 올라가며, 전자부품의 온도가 65℃ 이상일 시 오작동할 수 있다. 따라서 통신기지국이나 배전판과 같은 전자장비함 내부의 온도 유지가 중요하다.
통신함 내부의 온도를 유지하는 방법으로 예전에는 에어컨과 같은 냉매를 이용하여 내부의 온도를 강제적으로 낮추는 방법이 사용되었으며, 이러한 방법은 높은 에너지 소모율과 지속적으로 작동되는 에어컨 장비의 수명에 따른 높은 설치비용 등으로 최근 사용이 미미하다.
이를 대체하는 방법으로 내부의 열로 인한 통신함 내외부의 온도차를 이용한 발열장치를 이용할 수 있다. 그 중 하나의 방법이 냉각필터 (cooling filter)를 사용하는 것이다. 냉각필터를 외함의 내부와 외부 경계부위에 설치하고 다공성 필터를 포함한 냉각필터를 통해 열과 공기의 유동이 발생하도록 하여 외함 내부의 온도를 유지한다.
또한 전자부품은 미세먼지와 수분 및 염화나트륨 성분에 민감하므로 공기는 투과시키되 미세먼지와 수분뿐만 아니라 염화나트륨 등이 포함된 염수가 냉각필터를 통해서 걸러져야 한다. 따라서 미세먼지 제거능력과 NaCl 입자 (800nm 크기)의 제거능력, 낮은 압력손실도 그리고 필터표면의 높은 발수도가 냉각필터에 요구된다.
이러한 요구조건을 만족시키는 필터여재를 제작하기 위해서 종래에는 높은 소수성과 발수도를 가진 다공성 ePTFE 소재를 이용하여 냉각필터를 제작하였으나, ePTFE는 소재의 특성상 가공의 용이도가 떨어지며 가격이 비싸다는 단점이 있다.
최근에는 각 요구성능에 맞는 여재들을 합지시켜 필터를 구성하여 제작하는 방법이 제시되고 있다. 도1은 기존의 냉각장치용 필터조립체(15)의 단면도로, 각 부직포층(10,11)이 접착제층(12)을 통해 접착되어 필터조립체(15)가 형성된다.
그런데 여재들을 합지시키는 과정에서 사용되는 접착제를 이용하는 방법, 열압착기를 이용하는 방법 또는 초음파를 이용하는 방법 등은 공극의 막힘이나 변형 또는 여재 자체의 변형을 일으켜 투기도가 떨어지고 차압이 올라가는 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 또한 다층 구조의 부직포를 합지하는 경우에는 이러한 문제점은 더 커지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각장치용 필터조립체에 요구되는 높은 투기도, 낮은 차압 및 높은 입자제거성능을 갖춘 냉각장치용 필터 여재를 제공하려는 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
팬형식 냉각장치에 설치되는 필터 조립체에 있어서, 다층 구조의 부직포층; 및
각 부직포층 사이에서 각 부직포층을 합지시키는 복합섬유층을 포함하며, 상기 복합섬유층은 저융점 섬유를 포함하며 상기 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 연화 또는 용융된 것을 특징으로 하는 필터조립체를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유층은 고융점 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 고융점 섬유를 코어 성분으로 하고, 저융점 섬유를 시스 성분으로 하는 시스-코어형 섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 고융점 섬유를 도성분으로 하고, 저융점 섬유를 해성분으로 하는 해도형일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르며, 상기 복합섬유는 고융점 섬유 및 저융점 섬유를 포함하는 사이드 바이 사이드형일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 저융점 섬유의 용융온도보다 고융점 섬유의 용융온도가 50℃ 이상 더 높을 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 저융점 섬유의 용융점(℃)은 80내지 150℃이고, 상기 고융점 섬유의 용융점(℃)은 150내지 280℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 저융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethlene), 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 고융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유층은 복합섬유가 직조될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 저융점 섬유를 포함하는 복합섬유는 섬도 0.3내지 15 데니어(DE)이고, 길이가 1 내지 100mm 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 다층구조의 부직포층은
다공성 부직포 여재; 및 상기 다공성 부직포 여재의 적어도 일면에 형성되는 부직포 지지층을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 다공성 부직포 여재는 멜트블로운 부직포를 포함하며, 상기 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 부직포 지지층은 스펀본드 부직포를 포함하며, 상기 스펀본드 부직포는 폴리올레핀(Polyolefine)계열이 바람직하고, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 폴리부텐(Polybutene)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 부직포 지지층 중 최외곽층은 발수 코팅될 수 있다.
이하, 본 발명에 사용된 용어를 설명한다.
본 명세서에서 용어 “열융착”은 특별하게 다른 언급이 없는 한, 열가소성 섬유에 용융온도, 압력을 가해 두 표면을 붙이는 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 “열접착”은 특별하게 다른 언급이 없는 한, 융점보다 약간 낮은 연화온도에서 압력을 가하여 영구적으로 형태를 안정화시키는 것을 의미한다.
본 발명의 팬형식 냉각장치용 필터 여재를 포함하는 필터조립체는 각 부직포 층 사이에 복합섬유층을 포함하여 저온, 저압 열융착, 열접착법을 통해 각 부직포층을 합지시킴으로써 접착제를 이용하는 등의 합지 방법을 사용하였을 때 발생하는 공극의 막힘이나 변형 또는 여재 자체의 변형을 방지할 수 있다. 따라서 공극의 막힘 또는 변형 등으로 인해 발생하는 투기도의 감소, 차압의 증가를 방지하여 냉각필터용 여재의 필수 성능인 높은 투기도, 우수한 입자제거율 및 낮은 차압을 동시에 만족하는 부직포 여재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 팬형식 냉각장치용 필터 여재를 포함하는 필터조립체는 기본 여재의 투기도와 차압에서의 손실을 받지 않으면서도 합지 공정이 편이하여 보다 효율적으로 냉각필터용 여재를 생산할 수 있다.
도1은 접착제를 이용하여 제조된 종래의 냉각장치용 필터조립체의 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치용 필터조립체의 단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스-코어(Sheath-core)형 복합섬유의 단면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해도(island in the sea)형 복합섬유의 단면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 바이 사이드(Side by side)형 복합섬유의 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 각 요구성능에 맞는 여재들을 합지시키는 과정에서 사용되는 접착제를 이용하는 등의 방법은 공극의 막힘이나 변형 또는 여재 자체의 변형을 일으켜 투기도가 떨어지고 차압이 올라가는 현상이 발생하고, 또한 다층 구조의 부직포를 합지하는 경우 이러한 현상은 더 커지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 팬형식 냉각장치에 설치되는 필터 조립체에 있어서, 다층 구조의 부직포층 및 각 부직포층 사이에서 각 부직포층을 합지시키는 복합섬유층을 포함하며, 상기 복합섬유층은 저융점 섬유를 포함하며 상기 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 연화 또는 용융된 것을 특징으로 하는 필터조립체를 제공하여 높은 투기도, 우수한 입자제거율 및 낮은 차압을 동시에 만족하도록 하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
구체적으로, 도2는 본 발명의 일구현예에 따른 복합섬유층을 포함하는 냉각장치용 필터조립체의 단면도이다. 필터조립체(150)는 다공성 부직포 여재(100) 및 부직포 지지층(110)을 포함하며, 다공성 부직포 여재(100) 와 부직포 지지층(110)사이에는 낮은 차압과 높은 입자제거율을 유지하면서 다공성 부직포 여재(100) 와 부직포 지지층(110)을 합지시키 위하여 복합섬유층(200)을 포함한다.
먼저 다공성 부직포 여재(100)층을 설명한다. 다공성 부직포 여재(100)는 미세먼지를 걸러줄 수 있는 중간 층으로, 통상적으로 냉각장치용 필터의 여재로 사용되는 다공성 부직포를 사용할 수 있으나, 보다 바람직하게는 멜트블로운 (Meltblown)법으로 제조된 부직포를 포함하며, 상기 멜트블로운 (Meltblown)부직포는 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리카보네이트 (Polycarbonate)등을 사용할 수 있다. 상기 다공성 부직포 여재(100)는 서로 다른 크기의 구멍들의 평균 직경이 0.1내지 50㎛가 바람직하며, 다공성 부직포 여재(100)의 두께는 80내지 500㎛가 바람직하다.
다음, 부직포 지지층(110)을 설명한다. 상기 부직포 지지층(110)은 구조적 안정성 및 높은 발수도와 내수압을 가지고 있는 냉각장치용 필터에 지지층 부직포로 사용되는 통상의 지지층 부직포를 사용할 수 있으나, 보다 바람직하게는 스펀본드(Spunbond)법으로 제조된 부직포를 포함하며, 상기 스펀본드(Spunbond) 부직포는 폴리올레핀(Polyolefin)계열을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 폴리부텐(Polybutene)등 을 사용할 수 있다. 상기 부직포 지지층(110)은 서로 다른 크기의 구멍들의 평균 직경이 40 내지 120㎛가 바람직하며, 부직포 지지층(110)의 두께는 100 내지 500㎛가 바람직하다.
또한, 필터조립체(150)의 발수성을 증가시키기 위해 상기 부직포 지지층(110) 중 최외곽층은 발수 코팅한 것이 보다 바람직하다. 발수액은 특별한 제한은 없으며 통상의 발수액을 사용할 수 있고, 발수액 수조에 침전 시킨 후 탈수 공정을 거쳐 히트 챔버에서 큐어링하여 발수 코팅할 수 있다.
본 발명의 필터조립체는 다공성 부직포 여재(100) 및 다공성 부직포 여재(100) 의 양면에 부직포 지지층(110)이 형성된 구조만으로 특별히 제한하지 않으며, 다공성 부직포 여재(100)의 적어도 일면에 부직포 지지층(110)을 포함하며 각 부직포층 사이에 복합섬유층(200)을 포함하는 것이라면 바람직하다.
다음, 다공성 부직포 여재(100)와 부직포 지지층(110) 사이에서 다공성 부직포 여재(100)와 부직포 지지층(110)을 합지시키는 복합섬유층(200)을 설명한다. 복합섬유층(200)에는 저융점 섬유가 포함되는데, 상기 저융점 섬유의 전부 또는 일부가 연화 또는 용융되어 다공성 부직포 여재(100)와 부직포 지지층(110)을 합지시키는 역할을 한다.
복합섬유층(200)은 저융점 섬유와 고융점 섬유를 포함할 수 있는데. 상기 저융점 섬유와 고융점 섬유를 포함하는 복합섬유는 시스-코어(Sheath-core)형, 해도(island in the sea)형 또는 사이드 바이 사이드(Side by side)형 섬유일 수 있다.
시스-코어(Sheath-core)형 섬유는 고융점 섬유를 코어(21) 성분으로 하고, 저융점 섬유를 시스(20) 성분으로 하는 것이 바람직하다. 시스부를 구성하는 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 연화 또는 용융되어 다공성 부직포 여재(100)와 부직포 지지층(110)을 융착시키는 역할을 하며 상대적으로 내열성이 강한 코어부(21)는 용융되지 않은 채로 남아있어 필터조립체(150)에 구조적 안정성, 절곡 시 형태유지성을 부가하고 부분 용융에 따른 저차압으로 차압상승을 억제한다. 코어부(21)는 원형인 단면뿐만 아니라 삼각형, 사각형, 오각형 등 특별한 제한이 없으며 다양한 형상으로 사용될 수 있다.
코어부(21)의 고융점 섬유가 5 내지 95중량%, 시스부(20)의 저융점 섬유가 95 내지 5중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코어부(21)의 고융점 섬유가 5중량% 미만일 경우 시스부(20)의 두께가 두껍게 되어 코어부(21) 고융점 섬유의 효과를 거의 볼 수 없고 섬유가공성에 문제가 발생하여 섬유가 쉽게 끊어지며, 상기 코어부(21)가 95중량%를 초과할 경우 시스부(20)의 두께가 매우 얇아 시스코어형 구조가 파괴되며 부착강도 효과가 떨어지는 문제점이 발생한다. 또한, 저융점 섬유와 고융점 섬유의 연신비는 1.0 내지 4.5, 바람직하게는 2.5 내지 4.0인 것은 섬유가 절단되지 않도록 방사안정성을 제공하기에 좋다.
본 발명의 시스-코어(Sheath-core)형 섬유의 예시로 대한민국 공개특허 제2011-0059368호를 참조로써 삽입한다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 시스부(20) 저융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)등을 사용할 수 있고, 코어부(21) 고융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)등을 사용할 수 있다. 상기 시스부(20) 저융점 섬유의 용융점(℃)보다 코어부(21) 고융점 섬유의 용융점(℃)이 50℃ 이상 더 높을 수 있다. 또는 저융점 섬유 연화온도(℃)보다 고융점 섬유 연화온도(℃)가 50℃ 이상 더 높을 수 있다. 연화온도는 고형물질이 부드럽고 무르게 되는 온도로 용융점보다 낮게 형성되며, 저융점 섬유의 연화로도 양면의 두 층의 부직포를 열접착시킬 수 있다. 저융점 섬유와 고융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도 차에 의해 저융점 섬유는 일부 또는 전부가 연화 또는 용융되고, 상대적으로 내열성이 높은 고융점 섬유는 용융되지 않을 수 있다. 저융점 섬유와 고융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도의 차가 50℃ 이하일 경우 저융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도보다 높고 고융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도보다는 낮은 온도 범위가 너무 좁아 열융착 과정에서 저융점 섬유와 고융점 섬유가 모두 용융 또는 연화될 수 있고, 모두 용융 또는 연화될 경우 오히려 차압이 발생하고 투기도가 감소될 수 있다.
상기 저융점 섬유의 용융점(℃)은 80내지 150℃이고, 상기 고융점 섬유의 용융점(℃)은 150내지 280℃일 수 있다. 고융점 섬유는 상기 범위 내에서 내열성 및 형태안정성이 우수하다. 상기 저융점 섬유 및 고융점 섬유의 연화온도(℃)는 저융점 섬유 및 고융점 섬유의 용융점(℃)보다는 낮은 값을 갖는다.
해도(island in the sea)형은 고융점 섬유를 도(31)성분으로 하고, 저융점 섬유를 해(30)성분으로 할 수 있고, 사이드 바이 사이드(Side by side)형은 고융점 섬유와 저융점 섬유가 병렬적(40,41)으로 위치할 수 있다. 해도(island in the sea)형 및 사이드 바이 사이드(Side by side)형 섬유를 구성하는 저융점 섬유와 고융점 섬유는 상기 시스-코어(Sheath-core)형에서와 같게 적용되며 같은 역할을 수행한다.
또한, 상기 저융점 섬유를 포함하는 복합섬유는 섬도를 0.3내지 15 데니어(DE), 바람직하게는 2.5 내지 4.0데니어(De)이고, 길이가 1 내지 100mm가 되도록 조절하는 것은 접착성 및 절곡성을 높이기에 좋다.
상기 복합섬유를 경사 및 위사로 하여 평직으로 직조할 수 있으며, 상기 복합섬유를 경사 또는 위사로 하여 특별한 제한 없이 통상의 직조방법으로 직조하여 복합섬유층을 구성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 필터조립체는 다공성 부직포 여재 및 부직포 지지층을 포함하는 다층구조의 부직포 사이에 저융점 섬유 및 고융점 섬유를 포함하는 복합섬유를 직조한 형태로 포함하고, 상기 복합섬유를 포함하는 다층구조의 부직포를 열융착 또는 열접착 합지시켜 제조할 수 있다. 합지온도는 저융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도보다 높고 고융점 섬유의 용융온도 또는 연화온도보다는 낮게 조절하여 고융점 섬유는 용융되지 않고, 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 용융 또는 연화되어 차압 발생을 막고 높은 입자제거율 유지하면서 다공성 부직포 여재와 부직포 지지층을 합지시킨 필터조립체를 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
저융점 폴리에스테르 섬유의 제조
대한민국 공개특허 제2011-0059368호(웅진케미칼㈜, Bico)와 같이 제조된 저융점 폴리에스테르 수지(연화온도 80~100℃)를 시스(Sheath) 성분으로 사용하고, 코어(Core) 성분은 통상의 폴리에틸렌테레프탈산 칩(융점 260℃)을 사용하여 면적비 6:4, 연신비 3.5의 모노 4데니아로 방사하여 섬유장 길이 6mm의 시스코어형 복합섬유로 제조된 저융점 폴리에스테르 섬유를 직조하여 복합섬유층을 제조하였다.
최외곽 부직포지지층 발수 코팅
PET(polyethylene terephthalate) Spunbond (중량: 50g/m2) 부직포를 발수액 (불소계 발수제, 약 5% 농도) 수조에 침전 시킨 후 탈수공정을 거치고 콘베어 및 롤을 통해 히트 챔버로 이동하여 큐어링 200℃이하에서 30초간 진행하고 콘베어 스피드는 80m/min이하로 하였다. (Pad-Dry-Cure 공정)
PP(Polypropylene) Meltblown 1 (평균 공경 8.1um) 양면에 상기 발수코팅된 PET(SB)(평균 공경 91.8um)를 적층하여 [PET(SB)-PP(MB1)-PET(SB)]로 하였으며, PET(SB)층과 PP(MB1)층 사이에 상기 저융점 폴리에스테르 섬유를 포함한 복합섬유층을 포함하였다.
layer[PET(SB)-bico-PP(MB1)-bico-PET(SB)]를 동시에 언와인더에 장착하며 챔버온도 100℃에서 각 layer를 예열 후, 약 120℃ 히팅된 상/하부 카렌더롤에서 열융착였다.
<실시예2>
저융점 섬유는 용융점 120℃인 폴리에스테르 섬유, 고융점 섬유는 폴리프로필렌(용융온도155℃)인 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<실시예3>
저융점 섬유는 폴리프로필렌(용융점 165℃)이며, 고융점 섬유는 폴리에스테르(용융점 200℃)이고, 챔버온도 180℃에서 히팅한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.

<비교예1>
실시예1과 같이 발수 코팅된 PET(SB)(평균 공경 91.8um)와 PP(SB)(평균 공경 79.8um), PP (MB1) (평균 공경 8.1um)를 [PET(SB)- PP(SB)- PP (MB1)- PP(SB)- PET(SB)]로 적층시킨 후 부직포 각 층 사이에 EVA(에틸렌, 초산비닐수지)계열의 저융점 접착제 (융점: <100℃)를 도포(spray 토출량 2~2.5g/m2)한 후, 라인 80m/min 이하 정도로 합지하였다.
<비교예2>
[PET(SB)- PP(MB2)- PP(MB1)- PP(MB2)- PET(SB)]로 적층한 것을 제외하고는 비교예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예3>
[PET(SB)- PP(MB1)- PP(MB1)- PET(SB)]로 적층한 것을 제외하고는 비교예1과 동일하게 실시하여 제조하였다.
<비교예4>
복합섬유 대신 일반섬유 PP(SB)(용융점 155℃)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 제조하였다.
상기 실시예1 내지 3 및 비교예1 내지 4에 따른 각 부직포 여재의 특성은 하기 표1에 나타낸 바와 같다.

 부직포 섬도(um) 두께(um) 중량(g/m2) 평균공경(um) 에어유량32(LPM)
압력손실 입자제거율
여재 PET(SB) 30-50 250 75 91.8 0.2 6.2
PP(SB) 40-50 250 45 79.8 0.4 14.8
PP(MB2) 4-8 400 40 67.6 0.5 6.3
PP(MB1) 0.5-2 130 15 8.1 6.7 70
실시예1 복합섬유 3-4 180 30 178 0.2 5.3
실시예2 복합섬유 3-4 160 35 164 0.3 5.7
실시예3 복합섬유 3-4 150 30 101 1.9 6.6

섬유의 두께(um)는 SEM 장비를 이용하였고, 섬유의 평균공경(um)은 perm-prometer를 이용 (PMI)하였으며, 압력손실 및 입자제거율은 TSI-8130 장비 이용하여 측정한 값을 [표1]에 나타내었다.
<실험예>
표2는 실시예1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 압력손실과 입자제거율을 나타내었다.

부직포 두께(um) 중량(g/m2) 평균공경(um) 압력손실
(비합지대비%)		 제거율
(비합지대비%)
실시예1 합지 1000 209.2 5.38 100.5 99.9
비합지 230.7 5.62 100 100
실시예2 합지 1200 210 5.20 103.2 96.3
비합지 215 5.50 100 100
실시예3 합지 1200 260 5.30 104.8 95.7
비합지 251 5.23 100 100
비교예1 합지 1200 260.5 5.30 110.0 90.1
비합지 251.0 5.23 100 100
비교예2 합지 1800 248.5 5.37 111.1 93.1
비합지 244.4 5.45 100 100
비교예3 합지 800 183.4 4.63 106.9 87.9
비합지 172.3 4.62 100 100
비교예4 합지 1200 250 5.30 108.8 93.6
비합지 250 5.30 100 100

표2는 실시예 1내지3 및 비교예 1내지 4의 각 부직포층을 비합지 상태로 적층시켰을 경우와 합지시킨 상태 두 가지 경우를 비교하여 나타낸 것이다. 비합지 상태의 압력손실과 입자제거율을 기준으로 하여 100%라고 하였을 때, 합지시킨 경우 압력손실도와 입자제거율을 증가감 비율로 나타내었다. 비합지대비 %가 압력손실도는 증가할수록, 입자제거율은 감소할수록 합지과정에서의 차압상승, 투기도 감소가 커져 효과적이지 않은 것이다.
표2에서 알 수 있듯이, 접착제를 도포하여 각 부직포층을 합지한 비교예 1내지 3은 각 부직포층을 비합지 상태로 낱장을 겹쳤을 경우와 비교 평가하였을 때 압력손실도는 10.0%(비교예1), 11.1%(비교예2), 6.9%(비교예3) 증가하고, 입자제거율은 9.9%(비교예1), 6.9%(비교예2), 12.1%(비교예3) 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 합지과정에서 공극의 막힘이나 변형 또는 여재 자체의 변형을 일으키기 때문이다. 또한, 저융점 섬유를 포함하는 복합섬유가 아닌 일반 섬유를 사용한 비교예4 역시 압력손실도 및 입자제거율 면에서 효과가 떨어지는 것을 알 수 있다.
반면, 실시예1은 합지하지 않은 낱장을 겹쳐서 측정한 경우와 합지한 상태를 측정한 것을 비교해 보았을 때, 압력손실도의 증가비율이 작고(0.5%), 입자제거율의 감소비율 역시 매우 작은 값(0.1%)을 보여 비합지 상태와 비슷한 수치를 나타내고 있다.
실시예2, 3의 경우 비교예 1내지 3보다는 합지하였을 경우 증가감 폭이 적은 것을 알 수 있지만, 실시예2는 저융점 섬유의 용융점이 120℃, 고융점 섬유의 용융점이 155℃로 용융온도의 차가 50℃이하로 작고, 실시예3도 그 차가 50℃이하로 작아 실시예1보다는 그 효과가 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

Claims (14)

  1. 팬형식 냉각장치에 설치되는 필터 조립체에 있어서,
    상기 필터조립체는
    다층 구조의 부직포층; 및
    각 부직포층 사이에서 각 부직포층을 합지시키는 복합섬유층을 포함하며,
    상기 복합섬유층은 저융점 섬유를 포함하며 상기 저융점 섬유는 전부 또는 일부가 연화 또는 용융된 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복합섬유층은 고융점 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복합섬유는 고융점 섬유를 코어 성분으로 하고, 저융점 섬유를 시스 성분으로 하는 시스-코어형 섬유인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복합섬유는 고융점 섬유를 도성분으로 하고, 저융점 섬유를 해성분으로 하는 해도형인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복합섬유는 고융점 섬유 및 저융점 섬유를 포함하는 사이드 바이 사이드형인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 저융점 섬유의 용융온도(℃)보다 고융점 섬유의 용융온도(℃)가 50℃ 이상 더 높은 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 저융점 섬유의 용융점(℃)은 80내지 150℃이고, 상기 고융점 섬유의 용융점(℃)은 150내지 280℃인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 저융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 고융점 섬유는 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복합섬유층은 복합섬유가 직조된 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 섬유를 포함하는 복합섬유는 섬도 0.3내지 15 데니어이고, 길이가 1내지 100mm인 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다층구조의 부직포층은
    다공성 부직포 여재; 및
    상기 다공성 부직포 여재의 적어도 일면에 형성되는 부직포 지지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 다공성 부직포 여재는 멜트블로운 부직포를 포함하며, 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리카보네이트 (Polycarbonate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 부직포 지지층은 스펀본드 부직포를 포함하며, 상기 스펀 본드 부직포층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리부텐(Polybutene) 및 폴리올레핀(Polyolefine)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 부직포 지지층 중 최외곽층은 발수 코팅된 것을 특징으로 하는 필터조립체.
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